Główne założenia metodyk dotyczących opracowania map zagrożenia powodziowego

Transkrypt

1 Główne założenia metodyk dotyczących opracowania map zagrożenia powodziowego Robert Kęsy, Agata Włodarczyk

2 Dyrektywa 2007/60/WE z dnia 23 października 2007 r. ws. oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim Dokumenty planistyczne: Wstępna ocena ryzyka powodziowego (2011) Mapy zagrożenia powodziowego (2013) Mapy ryzyka powodziowego (2013) Plany zarządzania ryzykiem powodziowym (2015) Wymagania: Koordynacja działań w dorzeczach międzynarodowych Koordynacja z Ramową Dyrektywą Wodną Udział społeczeństwa w procesie planowania Podanie do publicznej wiadomości dokumentów planistycznych

3 METODYKI METODYKA WSTĘPNEJ OCENY RYZYKA POWODZIOWEGO METODYKA OPRACOWANIA MAP ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO METODYKA DOTYCZĄCA ASPEKTÓW HYDROLOGICZNYCH METODYKA OPRACOWANIA MAP RYZYKA POWODZIOWEGO METODYKA OPRACOWANIA PRODUKTÓW GEODEZYJNYCH I KARTOGRAFICZNYCH METODYKA PLANÓW ZARZĄDZANIA RYZYKIEM POWODZIOWYM

4 METODYKA OBLICZANIA PRZEPŁYWÓW I OPADÓW MAKSYMALNYCH O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE PRZEWYŻSZENIA DLA ZLEWNI KONTROLOWANYCH I NIEKONTROLOWANYCH Zleceniodawca: Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej Wykonawca: Stowarzyszenie Hydrologów Polskich Sfinansowano ze środków: Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

5 Metodyka obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych Zlewnie kontrolowane Przekrój wodowskazowy Zakres stosowania Długi ciąg obserwacyjny N 30 lat Krótki ciąg obserwacyjny N< 30 lat Metoda - metoda statystyczna - równanie regresji - metoda statystyczna Przekrój niekontrolowany Przekrój położony powyżej - równanie ekstrapolacji na rzece kontrolowanej lub poniżej wodowskazu -metoda statystyczna Przekrój położony pomiędzy - równanie interpolacji wodowskazami - metoda statystyczna Zlewnie niekontrolowane Zlewnie mniejsze Zlewnie niezurbanizowane -formuła opadowa od A 50 km 2 Zlewnie zurbanizowane - metoda symulacyjna - model opad-odpływ Zlewnie większe Górna Wisła -wzór Punzeta od A> 50 km 2 Górna Odra - wzór Wołoszyna Pozostały obszar kraju - obszarowe równanie regresji - formuła roztopowa

6 METODYKA OPRACOWANIA MAP ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO Zleceniodawca: Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej Wykonawca: DHI Polska Sp. z o.o. Sfinansowano ze środków: Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej

7 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Zakres metodyki: Zakres map zagrożenia powodziowego Zasady modelowania powodzi (1D, 2D) Zasady tworzenia scenariuszy powodziowych i wyznaczania stref zagrożenia powodziowego Zasady kartowania map zagrożenia powodziowego Wytyczne do opracowania bazy danych wejściowych i wyjściowych map zagrożenia powodziowego Narzędzia do tworzenia map zagrożenia powodziowego: bazy do gromadzenia i przetwarzania danych, modele hydrauliczne, narzędzia GIS do wyznaczania i kartowania stref zagrożenia powodziowego

8 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Zakres map zagrożenia powodziowego: Zasięgi stref zalewowych dla następujących scenariuszy: Niskie prawdopodobieństwo powodzi raz na 500 lat Średnie prawdopodobieństwo powodzi raz na 100 lat Wysokie prawdopodobieństwo powodzi raz na 10 lat Głębokości wody Prędkości przepływu w szczególnie uzasadnionych przypadkach Mapy zagrożenia powodziowego zostaną opracowane dla obszarów narażonych na niebezpieczeństwo powodzi wyznaczonych we wstępnej ocenie ryzyka powodziowego.

9 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Rodzaje stref zagrożenia powodziowego: 1. z uwzględnieniem głębokości wody modele 1D lub 2D NMT 2. z uwzględnieniem prędkości wody modele 2D NMT

10 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Rodzaj strefy zagrożenia powodziowego zależy od stopnia zurbanizowania obszarów narażonych na niebezpieczeństwo powodzi Na obszarach zurbanizowanych: na potrzeby planowania przestrzennego, wymagana jest dokładniejsza symulacja zjawisk przepływu i odpływu konieczne jest zastosowanie modelowania dwuwymiarowego (2D), które dostarcza szczegółowych informacji na temat rozkładu głębokości wody, prędkości oraz kierunku przepływu wody Obszary objęte modelowaniem 2D wg metodyki: wszystkie miasta wojewódzkie miasta na prawach powiatu inne o liczbie mieszkańców przekraczającej osób nie wyklucza się opracowania modeli dwuwymiarowych dla mniejszych miast, dla których ryzyko powodziowe zostanie określone jako wysokie

11 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Z uwagi na cel, jakim jest analiza przepływu wielkich wód oraz dla ograniczenia kosztów i czasu obliczeń, w ramach opracowywania map zagrożenia powodziowego dla obszarów wskazanych dla modelowania 2D wykonywane będą modele hybrydowe(1d/2d). Modele 1D/2D połączenie modelu 1D koryta rzeki z modelem 2D terenu zalewowego na terenach zalewowych niezbędne jest (z powodów dokładności) zastosowanie modeli 2D modele 1D wystarczają do modelowania procesów przepływu zachodzących w korycie sprzężenie modelu 1D z modelem 2D następuje przy wystąpieniu wody z brzegów lub po przekroczeniu przez stan wody linii rozgraniczającej obszary modelowe

12 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego w oparciu o modele 1D z wykorzystaniem techniki GIS oraz NMT Buduje się numeryczny model powierzchni wody (NMPW) bazujący na wynikach modelowania hydraulicznego NMPW buduje się w oparciu o dane pochodzące z przekrojów poprzecznych, do których przypisane są punkty modelowania i zawierających informacje bazujące na uśrednionych wynikach obliczeń w osi cieku NMPW przecina się z NMT Strefa będąca wynikiem przecięcia NMT oraz NMPW jest szukaną granicą strefy zagrożenia powodziowego W przypadku modeli 1D NMT jest wykorzystywany dopiero w samym procesie kartowania

13 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego w oparciu model 2D(1D/2D) wykorzystanie NMT bezpośrednio w obliczeniach co pozwala na bilansowanie objętości fali powodziowej oraz określenie kierunków przepływu wody i prędkości chwilowych w każdej z komórek NMT NMPW pochodzi bezpośrednio z modelu dwuwymiarowego

14 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Przedziały głębokości wody ze względu na zagrożenie ludzi i potrzeby planów ewakuacyjnych h 0,5 m przedział niepewności (niedokładność odwzorowania terenu NMT) 0,5 m <h 2 m obszary niskiego zagrożenia dla ludzi ze względu na możliwość ucieczki na wyższe piętra 2 m <h 4 m obszary podwyższonego zagrożenia dla ludzi, możliwość zalania powyżej pierwszego piętra budynków h > 4 m obszary wysokiego zagrożenia dla ludzi imożliwość wystąpienia szkód całkowitych

15 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Przedziały prędkości wody ze względu na stopień niszczycielskiej siły oddziaływania wody na obiekty v 0,5 m/s prędkość mała woda ma niewielką zdolność oddziaływania na obiekty 0,5 m/s <v 1 m/s prędkość średnia woda ma umiarkowaną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o niewielkich rozmiarach i masie, stanowi zagrożenie dla ludzi 1 m/s <v 2 m/s prędkość duża woda ma silną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o stosunkowo dużych rozmiarach i masie, stanowi poważne zagrożenie dla ludzi v > 2 m/s bardzo duża prędkość woda ma bardzo silną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o bardzo dużych rozmiarach i masie oraz naruszać strukturę obiektów statycznych, stanowi bardzo poważne zagrożenie dla ludzi

16 Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego W kroju arkuszowym właściwym mapie topograficznej w skali 1: Państwowy Układ Współrzędnych Geodezyjnych 1992 Europejski Układ Wysokości Kronsztad 86 Mapa podkładowa: rastrowa mapa topograficzna wizualizacja kartograficzna wektorowych baz danych topograficznych ortofotomapa

17 Baza Danych Obiektów Topograficznych (BDOT) jednolity co do organizacji, trybu istandardów technicznych, urzędowy, ogólnokrajowy system tworzenia, aktualizacji i udostępniania danych topograficznych materiał referencyjny dla map zagrożenia i map ryzyka powodziowego Skala 1: Kategorie tematyczne: Hydrografia Drogi Koleje Uzbrojenie terenu Roślinność Zabudowa Granice Obszary chronione Rzeźba terenu

18 Numeryczny Model Terenu W ramach Systemu Identyfikacji Działek Rolnych (Land Parcel Identification System LPIS) wykonano dla całego kraju ortofotomapy, których produktem ubocznym jest NMT. NMT LPIS: Na południu kraju pochodzi ze zdjęć 1: dokładność wynosi 0,6m W części środkowej i północnej ze zdjęć 1: dokładność wynosi 1,5 m Wady NMT LPIS: nie jest ciągły na całym obszarze (brak w terenach leśnych) dokładność NMT jest wyższa w terenach górzystych, a niższa w terenach nizinnych, co jest niekorzystne przy kartowaniu stref zalewowych z punktu widzenia obiektów inżynierskich (np. wałów przeciwpowodziowych) dokładność NMT jest niewystarczająca

19 Numeryczny Model Terenu Dla potrzeb tworzenia map zagrożenia i map ryzyka powodziowego konieczne jest pozyskanie nowego Numerycznego Modelu Terenu metodą lotniczego skaningu laserowego. Dokładność NMT: Standard I: 6 punktów na m 2 Dokładność wysokościowa 0,15 m Dokładność sytuacyjna 0,5 m Standard II dla obszarów miejskich: 12 punktów na m 2 Dokładność wysokościowa 0,10 m Dokładność sytuacyjna 0,5 m

20 Wnioski Metodyki dotyczące opracowania map zagrożenia powodziowego gwarantują: spełnienie wymogów Dyrektywy Powodziowej i wytycznych Komisji Europejskiej jednolite podejście do opracowywania map na poziomie krajowym wieloaspektowe i kompleksowe podejście do problematyki wyznaczania stref zagrożenia powodziowego Do opracowania map zagrożenia powodziowego niezbędne jest: odpowiednia jakość, dokładność i aktualność danych w formie cyfrowej odpowiednie przygotowanie danych hydrologicznych i geodezyjnych jako danych wejściowych do modelowania hydraulicznego współpraca różnych resortów w pozyskaniu danych dostępność danych we właściwym czasie Opracowanie map z zastosowaniem systemów GIS umożliwi ich szerokie wykorzystanie w wielu dziedzinach: planowanie zarządzania ryzykiem powodziowym planowanie przestrzenne zarządzanie kryzysowe organizacja systemu monitoringu, systemu ostrzeżeń wprowadzenie systemu ubezpieczeń

21 Dziękuję za uwagę Wezbrany Dunajec zalał turystyczne przejście graniczne Szczawnica-Leśnica (fot. PAP 2004 r.)